Algunas-sugerencias-de-mantenimiento-para-el-osciloscopio-tektronix-tbs-1152

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN 
 
 
“ALGUNAS SUGERENCIAS DE MANTENIMIENTO 
PARA EL 
OSCILOSCOPIO TEKTRONIX TBS 1152” 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA 
PRESENTA: 
JUAN MIGUEL VIZCARRA DÍAZ 
 
 
ASESOR: 
ING. ELEAZAR MARGARITO PINEDA DÍAZ 
 
 
 
 
SAN JUAN DE ARAGÓN. EDO. DE MÉX. 2015 
 
 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
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Agradecimientos 
 
 
A mis padres 
Por los principios que me inculcaron 
Que han hecho de mí una persona Integra y de provecho. 
 
 
A mi esposa e hija 
Por su apoyo, motivación y paciencia 
Muy importantes para terminar este trabajo. 
 
 
 
A todos mis profesores 
Quienes nunca desistieron al ensañarme y 
Por su ardua labor desempeñada día con día. 
 
 
 
A mi asesor de tesis 
Por su tiempo y enseñanzas en esta tesis y durante la carrera 
Todo mi respeto y admiración para el. 
 
 
 
 
 Contenido 
 
Introducción ……………………………………………………………………………….. 1 
Objetivos ……………………………………………………………………………………… 3 
Capitulo 1. Conceptos generales …………………………………………………. 4 
 
 
1.1.- Ondas ……………………………………………………………………………….. 4 
1.1.1.- Definición ……………………………………………………………………….. 4 
1.1.2.- Clasificación ……………………………………………………………………. 6 
1.1.2.1.- Ondas electromagnéticas …………………………………………….. 6 
1.1.2.2.- Ondas mecánicas …………………………………………………………. 8 
1.1.2.3.- Ondas gravitacionales ………………………………………………….. 9 
1.1.2.4.- Ondas transversales …………………………………………………….. 10 
1.1.2.5.- Ondas longitudinales …………………………………………………… 11 
1.1.2.6.- Ondas unidimensionales ……………………………………………… 12 
1.1.2.7.- Ondas bidimensionales ……………………………………………….. 12 
1.1.2.8.- Ondas tridimensionales ………………………………………………. 12 
1.1.3.- Tipos de forma de onda …………………………………………………. 12 
1.1.3.1.- Sinusoidal y sinusoidal amortiguada ……………………………. 13 
1.1.3.2.- Onda cuadrada y rectangular ………………………………………. 14 
1.1.3.3.- Onda en diente de sierra y triangular ………………………….. 15 
1.1.3.4.- Onda en escalón y pulso ……………………………………………… 16 
1.1.4.- Parámetros en una onda ……………………………………………….. 16 
 
 
1.2.- Señales eléctricas ……………………………………………………………… 20 
1.2.1.- Definición ………………………………………………………………………. 20 
1.2.2.- Clasificación de las señales …………………………………………….. 22 
1.2.2.1.- Señal en tiempo continúo ……………………………………………. 27 
1.2.2.2.- Señal analógica ……………………………………………………………. 27 
1.2.2.3.- Señal de corriente alterna ……………………………………………. 28 
1.2.2.4.- Señal de corriente continúa ………………………………………… 28 
1.2.2.5.- Señal en tiempo discreto ……………………………………………. 29 
1.2.2.6.- Señal impulso unitario ……………………………………………….. 30 
1.2.2.7.- Señal escalón unitario ………………………………………………… 30 
1.2.2.8.- Señal rampa ……………………………………………………………….. 31 
 
1.2.2.9.- Señal exponencial ………………………………………………………. 32 
1.2.2.10.- Señal digital ……………………………………………………………… 33 
1.2.3.- Conversión de señal analógica a digital …………………………. 35 
1.2.4.- La integridad de la señal ………………………………………………… 38 
 
 
1.3.- Generador de funciones ………………………………………………….. 38 
1.3.1.- Definición …………………………………………………………………….. 38 
1.3.2.- Generalidades ……………………………………………………………… 39 
1.3.3.- Como generar una señal ………………………………………………. 41 
 
 
1.4.- El multimetro ………………………………………………………………….. 43 
1.4.1.- Definición …………………………………………………………………….. 43 
1.4.2.- Multimetro analógico …………………………………………………… 44 
1.4.3.- Multimetro Digital ……………………………………………………….. 45 
1.4.4.- Como usar un multimetro ……………………………………………… 46 
 
 
1.5.- Conectores ……………………………………………………………………… 48 
1.5.1.- Conector BNC ………………………………………………………………. 49 
1.5.2.- Conector USB ………………………………………………………………. 50 
 
 
1.6.- El osciloscopio ………………………………………………………………… 52 
1.6.1.- Definición ……………………………………………………………………. 52 
1.6.2.- Tipos de osciloscopios …………………………………………………. 53 
1.6.2.1.- El osciloscopio de rayos catódicos ……………………………. 53 
1.6.2.2.- Los osciloscopios digitales ………………………………………… 62 
1.6.2.3.- Osciloscopios de dos entradas …………………………………. 67 
1.6.2.4.- El osciloscopio de muestreo …………………………………….. 68 
1.6.2.5.-Los osciloscopio de memoria o almacenamiento ……….. 69 
1.6.2.6.- El osciloscopio digital de fosforo …………………………… 71 
1.6.3.- Arquitectura de procesado en serie ……………………………. 73 
1.6.4.- Arquitectura de procesado en paralelo ………………………. 74 
 
 
Capitulo 2.- Descripción del osciloscopio TBS 1152 ………………… 75 
 
 
 
2.1.- Controles y botones ………………………………………………………. 75 
2.2.- Funciones básicas ………………………………………………………….. 86 
2.3.- Medición de señales ……………………………………………………… 90 
2.4.- Conectores externos …………………………………………………….. 115 
2.5.- Sonda o punta del osciloscopio …………………………………….. 126 
 
 
Capitulo 3.- Algunas sugerencias para el mantenimiento………… 130 
 
 
3.1.- Verificación del funcionamiento ……………………………………. 130 
3.1.1.- Procedimientos ………………………………………………………… 131 
3.1.2.- Prueba de ganancia en DC ……………………………………….. 133 
3.1.3.- Prueba de ancho de banda ………………………………………. 135 
3.1.4.- Prueba de la base de tiempo ……………………………………. 137 
3.1.5.- Prueba de la sensibilidad de disparo ………………………… 139 
3.1.6.- Prueba del borde de sensibilidad y del de disparo externo. 141 
 
 
3.2.- Ajustes básicos ……………………………………………………………… 143 
3.2.1.- Procedimiento de ajuste ……………………………………………. 143 
3.2.2.- Procedimiento de ajustes de constantes ……………………. 150 
 
 
3.3.- Mantenimiento preventivo ………………………………………….. 152 
3.3.1.- Recomendaciones ………………………………………………….... 152 
3.3.2.- Inspección y limpieza ……………………………………………….. 152 
3.3.3.- Cuidados generales …………………………………………………. 153 
3.3.4.- Limpieza interior …………………………………………………….. 153 
3.3.5.- Limpieza exterior …………………………………………………..... 154 
3.3.6.- Inspección exterior …………………………………………………. 154 
3.3.7.- Inspección interior ………………………………………………….. 155 
3.3.8.- Procedimiento de limpieza interior …………………………. 156 
 
Conclusiones ………………………………………………………………………. 158 
 
Bibliografía ……………………………………………………………………….. 159
 
1 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
Debido al gran auge en los últimos años de la ingeniería de control y automatización, la 
cual tiene una relación muy estrecha y dependiente de la electrónica moderna 
basada en el uso de sofisticados componentes electrónicos fabricados con silicio o 
germanio llamados semiconductores entre ellos los microprocesadores, memorias, 
micro controladores, diodos, transistores etc. Se ha hechonecesario diseñar y 
fabricar instrumentos, los cuales permitan visualizar y medir con precisión y 
exactitud las señales eléctricas generadas por sensores y transductores que se 
pueden encontrar en equipos médicos, industriales o domésticos. Es por ello que se 
hace necesario el saber usar y mantener en optimas condiciones, así como 
proporcionar el servicio básico de mantenimiento, a los instrumentos llamados 
osciloscopios, ya que de ellos depende realizar una buena calibración a los 
equipos. Un osciloscopio es la herramienta básica de la que se auxilia un ingeniero o 
técnico en electrónica para visualizar y medir a las señales de tipo eléctrico, por lo 
tanto se debe de dotar en las universidades a los estudiantes de ingeniería 
electrónica de amplios conocimientos en estos equipos. 
El siguiente trabajo tiene como objetivos conocer de manera general los distintos 
tipos de osciloscopios, su uso, los diferentes módulos que lo conforman y aprender 
a tomar medidas, proporcionar una guía acerca de las diferentes funciones de 
los botones y controles, dar algunas sugerencias de verificación, ajustes y 
mantenimiento preventivo. 
 
En el capitulo uno se describen los diferentes tipos de formas de onda que puede 
presentar un fenómeno ondulatorio y que habitualmente se pueden encontrar en el 
medio ambiente; en un laboratorio de electrónica cuando se diseñan circuitos de 
amplificación o en general en la interacción del hombre con herramientas o utensilios. 
Debido a su naturaleza física electromagnética, a que se presentan en una variedad 
muy amplia de disciplinas y a que se pueden representar con funciones matemáticas, 
las señales eléctricas son de gran importancia, por lo tanto se describen ejemplos de 
ellas se mencionan sus características principales y los parámetros que las conforman. 
Se describen los pasos para la conversión de señales analógicas a digitales. 
También, en este mismo capitulo se describen características generales de otros 
instrumentos asociados al mantenimiento de los osciloscopios como son: el 
 
2 
 
multimetro, de el cual repasamos como tomar algunas medidas de componentes, el 
generador de señales, del cual recordamos como generar una señal con diferentes 
parámetros y los tipos existentes, y no menos importantes los conectores BNC y USB. 
Como este trabajo presenta sugerencias de mantenimiento a un osciloscopio, es 
imprescindible hablar de los diferentes tipos de osciloscopios que existen. Se presentan 
diagramas de bloques y se mencionan las etapas de las que se componen así como el 
funcionamiento interno de cada uno de ellos, desde los analógicos hasta los digitales. 
El capitulo dos muestra los distintos tipos de botones y controles de los que consta el 
osciloscopio TBS 1152. Se proporciona una descripción de cómo usar y para que sirven 
cada uno de ellos, así mismo de los conectores externos y las sondas de atenuación. 
En el ultimo capitulo se mencionan algunas sugerencias para el mantenimiento, que 
constan de diferentes pruebas para la verificación del buen funcionamiento del 
osciloscopio, se proporcionan pasos a seguir para realizar los ajustes básicos y se 
recomiendan acciones a realizar para mantener un adecuado mantenimiento 
preventivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
Objetivos: 
 
 
 
Objetivo general 
Que el lector obtenga conocimientos para manipular, así como para poder 
proporcionar un mantenimiento preventivo al osciloscopio TBS 1152 de forma 
adecuada. 
 
 
 
 
Objetivos particulares 
 
El objetivo del capitulo 1 recordar los diferentes tipos de forma de onda que tienen las 
señales eléctricas para que al ser medidas con un osciloscopio se puedan identificar. 
 
Para el capitulo 2 se pretende conocer diferentes tipos de osciloscopios y describir los 
módulos básicos que los conforman para entender que en todos la función de medir y 
mostrar a una señal es la misma. 
 
En el capitulo 3 se busca describir los botones y controles del osciloscopio TBS 1152 
para tener un conocimiento previo al procedimiento de ajuste y al mantenimiento 
preventivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
CAPITULO 1.- CONCEPTOS GENERALES 
 
1.1.- Ondas 
 
1.1.1.- Definición 
Una onda se define como el fenómeno ondulatorio y físico por medio del cual se 
propaga energía sin materia de un punto a otro del espacio, a través de algún medio 
solido, líquido, gaseoso o a través del vacio. 
Para que se produzca una onda es imprescindible y necesario que ocurra una 
perturbación, es decir, es necesario que se produzca una variación en alguna 
propiedad física como la presión , la temperatura , la densidad , la cual produce 
una vibración inicial que se trasmite de un punto a otro del espacio en forma 
de energía. En la Fig. 1. Se pueden observar ondas en la superficie del agua. 
 
 
 
 Fig. 1.- Ondas en la superficie de un líquido, por ejemplo el agua. 
 
 
Imagine un medio compuesto de un gran número de partículas, cada una de ellas 
unida o acoplada a sus vecinas por una sustancia elástica. Si uno de los extremos del 
medio se perturba o se desplaza de algún modo, el desplazamiento no tendrá lugar 
inmediatamente en todas las partes restantes del medio. El desplazamiento inicial 
originará una fuerza elástica en la sustancia próxima a él, entonces la próxima 
 
5 
 
Partícula se desplazará, después lo hará la inmediata y así sucesivamente. En otras 
palabras, el desplazamiento se propagará a lo largo del medio con una velocidad 
determinada en cada una de sus partículas. 
Cuando se tira una piedra en un estanque de aguas quietas, la salpicadura que 
produce crea una serie de ondulaciones concéntricas que se mueven alejándose de la 
perturbación con un ritmo tranquilo y constante. Cuando dichas ondulaciones 
llegan a la ubicación de un pequeño objeto que flota en el lago como puede ser una 
hoja o una varita a cierta distancia, provocan que suba y baje. El hecho de que el 
objeto suba y baje en lugar de ser barrido en la dirección de movimiento de la onda 
indica que el agua del lago que porta la onda no se mueve sustancialmente junto 
con ella. Las ondas se mueven a través del medio del agua: mientras que el agua es 
perturbada por la onda que pasa y se mueve ligeramente en respuesta a ella, no 
existe desplazamiento neto en la dirección de la onda. 
Supóngase ahora que el extremo de un material como puede ser una cuerda 
es obligado a vibrar periódicamente, variando el desplazamiento con el 
tiempo fig.2. De acuerdo con la ecuación del movimiento armónico simple. Este tipo 
de movimiento es periódico y vibratorio en ausencia de fricción producido 
por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional a 
la posición y queda descrito en función del tiempo por una función senoidal. Por 
lo que durante medio periodo se propaga a través del medio en un cierto 
sentido, y durante el otro medio periodo se propaga en sentido opuesto. El tren 
continuo de perturbaciones resultante se propaga con una velocidad que 
depende de las propiedades del medio y se denomina onda. 
 
 
 
 Fig. 2.- Onda que se crea en una cuerda. 
 
 
6 
 
Los terremotos, el sonido de una guitarra, la luz que nos llega del sol, las olas del 
mar, entre otros, son fenómenos naturales en los que se forman ondas y 
desempeñan un papel fundamental en la vida cotidiana.1.1.2.- Clasificación 
Las ondas se clasifican en función del medio por el cual se propagan, según la 
dirección de propagación y el plano de vibración. 
Según el medio por el cual se propagan, las ondas pueden ser: 
- Electromagnéticas 
- Mecánicas 
- Gravitacionales 
Según la dirección de propagación, las ondas pueden ser: 
- Trasversales 
- Longitudinales 
Según el plano de vibración, las ondas pueden ser: 
- Unidimensionales 
- Bidimensionales 
- tridimensionales 
 
 1.1.2.1.- Ondas electromagnéticas 
 
 Cuando un electrón se encuentra en movimiento, produce efectos que son en 
parte eléctricos y en parte magnéticos. La fuente vibrante que produce una onda de 
radio en una antena transmisora esta constituida por electrones que oscilan de un 
lado a otro en un tiempo muy breve. Como estas se producen por fluctuaciones en los 
campos eléctricos y magnéticos que provocan los electrones oscilantes reciben el 
nombre de ondas electromagnéticas. Dicho de otra manera, las ondas 
electromagnéticas son la forma en la que se propaga la radiación electromagnética a 
través del espacio sin necesidad de un medio. 
 
 
7 
 
Fue el físico escocés James Clark Maxwell el primero en suponer acerca de la 
naturaleza electromagnética. Él considero lo siguiente: así como un campo 
magnético variable genera un campo eléctrico, también es posible que un campo 
eléctrico variable produzca un campo magnético. De tal manera que una sucesión 
repetida de ellos produzca una perturbación electromagnética siendo uno 
generador del otro. De esta forma la onda se auto-propaga indefinidamente a 
través del espacio con campos magnéticos y eléctricos generándose continuamente. 
Estas ondas electromagnéticas son sinusoidales curva que representa gráficamente la 
función trigonométrica seno, con los campos eléctrico y magnético 
perpendiculares entre si, respecto a la dirección de propagación. 
Maxwell calculó la velocidad de la propagación de las ondas electromagnéticas en el 
vacio mediante la ecuación: 
 
 
 V = 
 
 
 
 
 
Donde: V = velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas 
 e = permisividad eléctrica en el vacio 
 u= permeabilidad magnética en el vacio 
 
Al sustituir estos datos en su ecuación, Maxwell encontró un valor de 300 mil Km/s 
para la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas, valor igual a la 
velocidad de propagación de la luz. Esto le permitió proponer que la luz esta 
formada por ondas electromagnéticas, las cuales se pueden propagar aun en el 
vacio sin necesidad de un medio material. 
 
Las cargas eléctricas al ser aceleradas originan ondas electromagnéticas. Como se 
muestra en la fig.3. El campo eléctrico originado por la carga acelerada depende 
de la distancia a ella, la aceleración, al seno del ángulo que forma la dirección de 
aceleración y a la dirección al punto en que medimos el campo. 
 
 
8 
 
 
 
 
Fig.3.- Onda electromagnética. 
 
La fig.3. Muestra una onda electromagnética viajando a través del espacio. Los 
componentes eléctricos y magnéticos están en fase siempre perpendicular a si mimas y 
a su vez perpendiculares ala dirección de propagación. 
 
1.1.2.2.- Ondas mecánicas 
 
Como se mencionó anteriormente, este tipo de onda es la más asociada a los 
fenómenos físicos naturales. Es una perturbación de las propiedades mecánicas de un 
medio material posición, velocidad, densidad y energía de sus átomos o 
moléculas y necesita un medio elástico para propagarse trasportando energía sin 
trasportar materia. Las ondas mecánicas debido a su mecanismo de expansión se 
propagan desde la fuente en todas direcciones en que sea posible. Dos ondas 
pueden cruzarse en el mismo punto del medio sin modificarse una a la otra y 
su velocidad es una propiedad dependiente únicamente de las características del 
medio de propagación. 
La rapidez de las ondas no es la rapidez del movimiento de las partículas del medio, 
sino la velocidad de propagación de la perturbación. 
 
El movimiento generado por las ondas puede ser visto como una alteración 
momentánea del estado de equilibrio de las partículas que forman el medio, viaja de 
una región a otra y siempre hay fuerzas que tienden a restablecer el sistema a su 
estado de equilibrio. 
 
 
9 
 
Ejemplos de ondas mecánicas son: El sonido, las ondas que se forman en la 
superficie del agua, las ondas en muelles o en cuerdas, y corresponden a 
compresiones, deformaciones y en general a perturbaciones del medio en que se 
propagan. En la fig.4. Se observan ondas mecánicas de sonido generadas el oscilar una 
campana. 
 
 
 
Fig. 4.- Ondas sonoras. 
 
 
1.1.2.3.- Ondas gravitacionales 
 
 Son fluctuaciones generadas en la curvatura del espacio-tiempo que se 
propagan como ondas. La radiación gravitacional se genera cuando dichas ondas 
son emitida por ciertos objetos o por sistemas de objetos que gravitan entre si. En 
física, una onda gravitacional es una ondulación del espacio producida por un 
cuerpo masivo acelerado en el tiempo, se transmiten a la velocidad de la luz y 
son muy débiles. Las más fuertes que se podría esperar observar en la tierra serian 
generadas por acontecimientos muy distantes y antiguos, como la colisión de dos 
estrellas o de dos agujeros negros súper-masivos, en los cuales una gran cantidad de 
energía se movió violentamente. 
La existencia y capacidad de estar presentes en todas partes y al mismo tiempo son 
una predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein. Todas las teorías 
competentes y viables sobre la gravitación, en concordancia al nivel de precisión de 
toda evidencia hallada hasta el momento, hacen predicciones sobre la 
naturaleza de la radiación gravitacional. 
 
10 
 
Sin embargo, en la actualidad no ha sido posible confirmar directamente la 
existencia de las ondas gravitacionales y mucho menos estudiar sus propiedades, la 
amplitud predicha para estas ondas y los efectos observables que podrían producir 
son muy débiles, de modo que su detección directa es extremadamente difícil. 
Aunque hay evidencia indirecta significativa de su existencia en una gran cantidad de 
estudios astrofísicos de todo el mundo, se han podido observar en grupos de 
estrellas súper- masivas, fenómenos que solo pueden ser explicados con la 
existencia de dicha teoría. La fig.5. Muestra la fusión violenta de dos estrellas que 
generan ondas gravitacionales. 
 
 
 
Fig.5.- Generación de ondas gravitacionales. 
 
 
 
1.1.2.4.- Ondas transversales 
 
 Se presentan cuando la vibración asociada a la perturbación de las partículas del 
medio que transporta la onda tienen lugar en una dirección perpendicular a la 
dirección de propagación de la onda. Las ondas trasversales pueden ser polarizadas, es 
decir, el medio puede imponer una de las posibles direcciones perpendiculares de 
vibración. 
 
 
11 
 
Las variaciones en el desplazamiento de los puntos de una cuerda tensa constituyen 
una onda típicamente trasversal. Las ondas electromagnéticas también son 
ejemplos de ondas transversales ya que los campos eléctrico y magnético son 
perpendiculares entre si, y a la dirección de propagación de la onda. 
 
1.1.2.5.- Ondaslongitudinales 
 
Son las ondas en las que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es 
paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales se 
forman fácilmente sobre un resorte estirado, al comprimir y expandir 
alternativamente un extremo como se observa en la fig.6. Una serie de 
contracciones y expansiones se propagan a lo largo del resorte. Las contracciones 
son aquella área donde las espiras están momentáneamente juntas. Las expansiones 
algunas veces también llamadas rarefacciones son regiones donde las espiras están 
momentáneamente separadas. 
 
 
 
 Fig.6.- Ejemplos de ondas longitudinales y trasversales. 
 
 
 
Un ejemplo importante de una onda longitudinal es una onda sonora en el aire. Un 
tambor en vibración, por ejemplo, comprime y rarifica alternativamente el aire con el 
que está en contacto, lo que produce una onda longitudinal que viaja hacia fuera por 
el aire. Como se observa en la fig.4. 
 
12 
 
 
1.1.2.6.- Ondas unidimensionales 
 
Las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo en una sola 
dirección hacia el espacio, como las ondas en los muelles o las cuerdas. Si la 
onda se propaga en un solo trayecto sus frentes de onda son planos y paralelos. 
Estas ondas pueden ser del tipo transversales y longitudinales. 
 
1.1.2.7.- Ondas bidimensionales 
 
También conocidas como ondas superficiales son las que se propagan en dos 
direcciones. Pueden propagarse, en cualquier parte de una superficie, por 
ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se 
producen en una superficie liquida en reposo cuando se deja caer un objeto en ella. 
Fig. 1. 
 
1.1.2.8.- Ondas tridimensionales 
 
A estas ondas se les suele llamar ondas esféricas y son las que se propagan en tres 
direcciones. Se les nombra así por que sus frentes de onda son esferas concéntricas 
que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El 
sonido, las ondas electromagnéticas como las de la luz y el calor son ejemplos de 
ondas que se propagan tridimensionalmente. Fig. 3. 
 
1.1.3.- Tipos de forma de onda 
 
Una forma de onda es la representación gráfica de una onda. Una forma de onda de 
voltaje muestra el tiempo en el eje horizontal y el voltaje en el eje vertical. Los 
contornos de una forma de onda revelan mucho acerca de la señal. Cada vez que 
crese o decrece la parte superior de una forma de onda, se sabe que el voltaje ha 
cambiado. Cada vez que hay una línea horizontal plana, se sabe que no ha habido 
 
13 
 
ninguna alteración durante ese tiempo. Las líneas rectas y diagonales indican una 
subida o bajada de voltaje a una velocidad estable. Los ángulos agudos en una 
forma de onda indican un cambio repentino. 
Generalmente encontramos los siguientes tipos de formas de onda y son 
representaciones de señales eléctricas. 
 
 
 
1.1.3.1.- Onda sinusoidal y sinusoidal amortiguada 
 
El tipo de forma de onda sinusoidal es fundamental por varias razones: Tiene 
propiedades matemáticas armónicas, tiene una representación trigonométrica, el 
voltaje en el enchufe de la pared varia como una onda sinusoidal las señales de test 
producidas en un circuito oscilador de un generador de señales son frecuentemente 
ondas sinusoidales. En la fig.7. Se muestra una onda sinusoidal con amplitud y tiempo. 
 
 
 Fig.7.- Onda sinusoidal. 
 
 
La forma de onda sinusoidal amortiguada es un caso especial que se puede ver en un 
circuito que oscila, pero que disminuye con el tiempo. La figura 8 muestra un 
ejemplo de onda sinusoidal amortiguada. 
 
 
14 
 
 
 Fig. 8.- Onda sinusoidal amortiguada. 
 
 
 
1.1.3.2.- Onda cuadrada y rectangular 
 
La forma de onda cuadrada es otra forma de onda habitual, básicamente este tipo 
de onda es un voltaje que aumenta y disminuye a intervalos regulares. Es una 
onda estándar para verificar amplificadores; los buenos amplificadores 
aumentan la amplitud de una onda cuadrada con la mínima distorsión. La 
circuitería de la televisión, radio y computadoras utilizan muy a menudo ondas 
cuadradas como señales de reloj. La fig.9. Muestra una onda cuadrada. 
 
 
 
Fig. 9.- Onda cuadrada. 
 
 
15 
 
La forma de onda rectangular tiene los intervalos de tiempo de subida y bajada de 
diferente longitud. Esto es particularmente importante cuando se analizan circuitos 
digitales. La fig.10. Muestra un ejemplo de este tipo de onda. 
 
 
 Fig. 10.- Onda rectangular. 
 
 
1.1.3.3.- Onda en diente de sierra y triangular 
 
Las formas de onda de diente de sierra y triangular resultan de circuitos diseñados 
para controlar los voltajes linealmente, tales como el barrido horizontal de un 
osciloscopio analógico o la exploración de la trama de un televisor. Las transiciones 
entre niveles de voltaje de estas formas de onda cambian a una velocidad 
constante, estas transiciones se llaman rampas. Fig.11. 
 
 
 Fig. 11.- Onda diente de sierra y triangular. 
 
 
 
16 
 
1.1.3.4.- Onda en escalón y pulso 
 
Formas tales como los escalones y pulsos que ocurren ocasionalmente, o de forma no 
periódica, se denominan de ocurrencia única o transitoria. Un escalón indica un 
cambio repentino en el voltaje, similar al cambio de voltaje que se vería si se 
encendiese un interruptor. Un pulso indica un cambio repentino en el voltaje, 
similar al cambio de voltaje que se vería si se encendiese y apagase un interruptor. Un 
pulso podría representar un bit de información viajando a través de un circuito de 
computadora, o podría ser un espurio, o defecto, en un circuito. Un conjunto de 
pulsos que viajan juntos forman un tren de pulsos. Los componentes digitales de 
algunos aparatos electrónicos se comunican entre si por pulsos, son también 
comunes en equipos de rayos X y comunicaciones. Fig.12. 
 
 
 
Fig. 12.- Onda en escalón y pulsos. 
 
 
 
1.1.4.- Parámetros de una onda 
 
Todos los tipos de ondas tienen las mismas características, y entre ellas encontramos 
las siguientes: 
 - Amplitud de onda 
 - Monte o cresta 
 
17 
 
 - Valle 
 - Longitud de onda 
 - Periodo 
 - Frecuencia 
 - Velocidad de propagación 
 - Nodo 
 - Elongación 
 
1º La amplitud de onda: En una onda trasversal, corresponde a la distancia 
máxima que se puede separar una partícula del medio que oscila, medida 
en forma perpendicular a la línea que representa la posición de equilibrio 
del medio. Se mide en unidades de longitud, preferiblemente el metro. La 
amplitud de onda representa la energía que transporta una onda. La 
energía y la amplitud en este caso, son cantidades directamente 
proporcionales. 
En electricidad, la amplitud de onda corresponde a la cantidad de voltaje 
y/o corriente entre dos puntos de un circuito. La amplitud comúnmente 
expresa el voltaje máximo de una señal medido desde tierra o de 0 volts. La 
forma de onda de la fig. 13. Tiene una amplitud de 1 volt pico y un voltaje pico 
a pico de 2 volts, un voltaje promedio de 0.5 volts y un voltaje eficaz o RMS 
igual al cociente de 
 
 
 =0.709 volts. 
 
 
 Fig.13.- Amplitud de una onda sinusoidal. 
 
18 
 
2º El monte o cresta: Es el punto que está mas alejado de la posición de 
equilibrio del medio donde se propaga una onda, lugar en el que el 
movimiento trasversal es el máximo y suele representarse con esa nominación 
al punto que se dibuja en la parte de arriba de la onda. En una onda 
longitudinal el monte o cresta recibe el nombre de zona de compresión. 
3º El valle: Se denomina así al punto mas alejado de la posición de equilibrio de 
una onda pero en el lado opuesto al lugar donde se ubican los montes o 
crestas. En una onda longitudinal al valle se le denomina rarefacción. 
4º Longitud de onda: Corresponde a la distancia en línea recta, entre dos puntos 
de una onda que tienen la misma posición relativa. Esto ocurre por ejemplo 
entre dos crestas sucesivas o también entre dos valles sucesivos. Se mide 
en unidades de longitud preferentemente el metro. En una onda 
longitudinal la longitud de onda corresponde a la distancia en línea recta 
entre dos zonas de compresión o en dos de rarefacción consecutivas. 
La longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia. Una 
longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja, mientras que una 
longitud de onda corta corresponde a una frecuencia alta. Mientras ocurre 
una vibración la onda se desplaza cierta distancia, a esta trayecto se le da el 
nombre de longitud de onda y su símbolo es la letra griega lambda. 
5º El periodo de una onda corresponde al tiempo que tarda un punto del medio 
en que se propaga la onda en completar una oscilación. Se mide en 
unidades de tiempo, preferentemente el segundo. También corresponde al 
tiempo que tarda una onda en propagarse una distancia equivalente a una 
longitud de onda. En física el periodo se representa con la letra T. Fig.14. 
 
 
 
 Fig. 14.- El periodo de una onda. 
 
 
 
19 
 
6º La frecuencia: corresponde a la cantidad de oscilaciones que ocurren en 
una unidad de tiempo y se representa con la letra F. Si la unidad de 
tiempo es el segundo, la frecuencia se mide en Hertz. Entre el periodo y la 
frecuencia existe una relación matemática, y es 
 
 
 , de esta relación se 
entiende que F = 1 Hz entonces T = 1S. 
7º La velocidad de propagación: siempre que se produce un movimiento, 
la velocidad depende de la distancia recorrida y del tiempo empleado en 
recorrerla, en una onda depende del medio en que se desplaza y no de la 
fuente que la produce, y representa la distancia que recorre una onda en cada 
unidad de tiempo. Se determina con la relación matemática siguiente: 
 
 
 
 
 y como 
 
 
, la velocidad también se puede determinar con la 
relación 
 
 
 si se conoce la distancia que se propaga una onda y el 
tiempo que tarda en hacerlo. También se puede calcular la velocidad de 
propagación de ella con la relación: 
 
 
 
 
8º EL nodo: Es el punto donde la forma de onda cruza la línea de equilibrio. 
9º La elongación: es la distancia entre cualquier punto de una forma de onda 
y su posición de equilibrio. 
 
En la fig.15. Se muestra una forma de onda donde se indican los parámetros 
mencionados. 
 
 
Fig. 15.- Parámetros de una onda. 
 
20 
 
1.2 Señales Eléctricas 
 
 
1.2.1.- Definición 
 
Cuando se hace referencia a los conceptos de señales su aplicación es valida para 
una variedad muy amplia de disciplinas tales como la sismología, comunicaciones, 
acústica, sistemas de generación y distribución de energía etc. En estos campos la 
naturaleza física de las señales pueden tener matices diferentes pero todos ellos 
representan características básicas comunes. Las señales son funciones de una o 
más variables independientes y contienen información sobre la naturaleza y 
comportamiento de algún fenómeno físico. 
 
Una señal es generada por algún tipo de fenómeno electromagnético que es 
representada por una función matemática continua en la que es variable su 
amplitud y periodo ( representando un dato de información) en función del tiempo 
Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son 
eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia pero también pueden ser 
hidráulicas como la presión , térmicas como la temperatura y mecánicas entre 
otras. 
 
Una señal es una magnitud física sobre la que se apoya la información. Por ejemplo la 
voz, en este caso la magnitud física es la presión acústica que al variar con el 
tiempo nos aporta la información. En ellas se distingue entre la variable 
dependiente, que representa la magnitud física que contiene la información, y la 
variable independiente. En el caso de la voz la variable dependiente es la presión 
acústica y la independiente el tiempo. La figura 16 ilustra el registro de una señal de 
voz obtenido mediante un micrófono que detecta las variaciones de la presión 
acústica, las cuales son convertidas de este modo en una señal eléctrica. Como se 
puede observar los diferentes sonidos corresponden a diferentes patrones en las 
variaciones de la presión acústica, y el sistema vocal humano produce un 
discurso inteligible al generar secuencias particulares de esos patrones. 
 
 
21 
 
 
 
 Fig.16.- Registro de voz. 
 
 
 La línea superior de la figura 16 corresponde a la palabra should, la segunda línea a la 
palabra we y las dos últimas líneas a la palabra Chase. Se indica el inicio y 
terminación aproximados de cada sonido sucesivo en cada palabra. 
Considere el circuito de la fig. 17 en el que los patrones que adopta la variación en 
el tiempo de los voltajes de la fuente Vs y del capacitor Vc, son ejemplos de 
señales. De manera similar, como se ilustra en la fig. 18 las variaciones en el tiempo 
de la fuerza aplicada f y de la velocidad v resultante del automóvil son ejemplos de 
señales. 
 
 
Fig.17.- Circuito eléctrico. Fig.18.-Fuerzas aplicadas al automóvil. 
 
 
 
22 
 
 
1.2.2.- Clasificación de las señales 
 
Según el criterio que se considere pueden realizarse varias clasificaciones, por 
ejemplo: 
 
- Por el numero de variables independientes 
 
Unidimensionales: en ellas solo existe una variable independiente. Por ejemplo en 
la voz, la variable independiente es el tiempo. 
Multidimensionales: en esta clasificación existe más de una variable independiente. 
Por ejemplo en la imagen de niveles de gris, la variable independiente es la 
posición. 
 
- Por el numero de variables dependientes 
Unidimensionales: solo existe una variable dependiente. Por ejemplo en la voz, la 
variable dependiente es la presión. 
Multidimencionales: existe más de una variable dependiente y es una agrupación de 
señales unidimensionales. Ejemplo a la imagende color rojo, verde, azul aquí cada 
componente es una variable dependiente. 
 
- Por el tipo de variación que representa 
 
 
 
 Fig-19.- Señal Deterministica. 
 
23 
 
La fig.19.Representa una señal deterministica, ya que en ella se observa su amplitud y 
periodo fácilmente y se puede modelar matemáticamente. 
 
Deterministicas: son aquellas que pueden ser modeladas por expresiones 
matemáticas explicitas. La expresión de una señal deterministica puede ser todo lo 
complicado posible y aun en este caso podrá determinarse, para un instante 
cualquiera el valor instantáneo de la señal dada. Cualquier señal que pueda ser 
descrita por una expresión matemática explicita o por una tabla de datos, o por una 
regla bien definida es llamada deterministica. Este termino es usado para enfatizar 
que todos los valores pasados, presentes y futuros de la señal son conocidos 
con precisión sin incertidumbre. Se subdividen en periódicas y no periódicas. 
 
 
 
 Fig.20.-Señales periódicas. 
 
 
Señal periódica: Una señal es periódica si completa un patrón dentro de un marco de 
tiempo medible, denominado periodo y repite ese patrón en periodos idénticos 
subsecuentes. Un ejemplo se puede observar en la fig.20. Cuando se completa un 
patrón se dice que se ha completado un ciclo. El periodo se define como la 
cantidad de tiempo (expresado en segundos) necesarios para completar un ciclo, la 
duración de un periodo puede ser diferente para cada señal pero es constante para 
una determinada señal periódica, las señales reguladas por las funciones 
trigonométricas son de este tipo. En cada instante de tiempo se puede 
establecer el valor de la señal y su magnitud. La fig.20. Presenta dos tipos 
diferentes de señales periódicas una senoidal y la otra digital. 
 
 
24 
 
 
 Fig.21.-Señales aperiódicas. 
 
Señal no periódica o aperiódica: una señal aperiódica cambia constantemente sin 
exhibir ningún patrón o ciclo que se repita en el tiempo. Sin embargo, se ha 
demostrado mediante una técnica denominada trasformada de Fourier, que 
cualquier señal aperiódica puede ser descompuesta en un número infinito de 
señales periódicas. Las señales aperiódicas pueden ser estrictamente limitadas en el 
tiempo y son aquellas que por si mismas tienen un nacimiento y final. Por ejemplo un 
impulso eléctrico.La fig.21. Muestra dos señales variantes en el tiempo. 
 
 
 
 Fig.22.- Señal aleatoria. 
 
 
Señales aleatorias: tienen una evolución impredecible pero pueden ser 
modeladas mediante parámetros estadísticos. Como se muestra en la fig.22. tienen 
mucha fluctuación respecto a su comportamiento, los valores futuros de una 
señal aleatoria no se pueden predecir con exactitud, solo se pueden basar en los 
promedios de conjuntos de señales con características similares, no se pueden 
representar unívocamente por una función del tiempo y cada una de las funciones 
 
25 
 
que la componen se llaman realización o muestra. A su vez se dividen en estacionarias 
que tienen parámetros estadísticos constantes y no estacionarias. 
 
 
 
 Fig23.- Señal estacionaria. 
 
Señales estacionarias: presentan algún aspecto o magnitud en su estructura 
estadística como puede ser la frecuencia que permanece constante en el 
tiempo, normalmente el concepto de estacionaria, supone que los parámetros 
significativos dependen solo de la longitud del intervalo de observación y no de 
sus instantes final e inicial. En la fig.23. Se puede apreciar dos señales del tipo 
estacionaria sin cambio en su frecuencia. 
 
- Por la energía de la señal 
 
 
 
 Fig.24.- Señal definida en energía. 
 
 
26 
 
Señales definidas en energía: son aquellas que tienen energía finita. Ejemplo la 
mayoría de las señales de duración finita, señales que tiendan a cero con el tiempo 
(exponencial decreciente) son descritas en términos de energía este es el caso de 
señales de duración limitada en el tiempo, las que además tienen potencia media. La 
fig.24. Muestra una señal que tiene un punto máximo de energía y conforme trascurre 
el tiempo baja su nivel de intensidad con una tendencia a 0. 
 
Señales definidas en potencia: son aquellas que tienen energía infinita pero 
potencia media finita. Las señales periódicas son un caso particular donde la 
potencia puede calcularse teniendo en cuenta solo un periodo. Si la potencia 
media es finita y diferente de cero se denomina señal de potencia. 
 
 
- Por la naturaleza de sus variables 
 
Señales analógicas: Las variables son continúas. Ejemplo la voz. 
 
Señales cuantificadas: tienen su variable dependiente discreta y variable 
independiente continua. El proceso que permite pasar de señal analógica a 
cuantificada se denomina cuantificación. 
 
Señales de secuencia: tienen la variable dependiente continua y la variable 
independiente discreta. Al paso de señal analógica a secuenciase le conoce 
como muestreo. 
 
Señales digitales: tienen sus variables discretas. La conversión de señal analógica a 
digital recibe el nombre de digitalización y consiste en realizar un muestreo y una 
cuantificación. 
 
 
 
 
27 
 
1.2.2.1.- Señal en tiempo continúo 
 
Estas señales están definidas para cualquier valor de tiempo, una señal continúa o 
señal en tiempo continuo es una señal que puede expresarse como una función cuyo 
dominio se encuentra en el conjunto de los números reales y normalmente es el 
tiempo. La función del tiempo no tiene que ser necesariamente una función 
continua. La señal es definida sobre un dominio que puede ser finito o no ser lo, 
sobre el cual a cada posible valor del dominio le corresponde un único valor de la 
señal. La continuidad de la variable del tiempo implica que el valor de la señal 
puede precisarse para cualquier punto arbitrario del tiempo perteneciente al 
dominio. En el caso de las señales continuas la variable independiente es continua 
por lo que estas señales se definen para una sucesión continua de valores de la 
variable independiente. 
 
1.2.2.2.- Señal Analógica 
 
 
 Fig.25.- Señal analógica. 
 
 
El comportamiento de la naturaleza es analógico por que la intensidad de los 
fenómenos que en ella se producen cambian continuamente a través del tiempo. 
Como se observa en Fig.25. La presión atmosférica y la temperatura están 
cambiando continuamente de un valor a otro y entre cada intervalo registran 
millones de valores. Las señales analógicas son señales eléctricas de 
variación continua en intensidad o amplitud en el tiempo. Hasta hace poco la 
forma de trasmisión de señales de radio y televisión hasido analógica , la gran 
desventaja es que la naturaleza genera también señales del tipo analógico, 
conocidas como ruido que generalmente interfieren con la información que 
 
28 
 
porta la señal y crean distorsiones resultando una señal de menor calidad. La 
principal ventaja es que tiene el potencial para una cantidad infinita de 
resolución de señal, las señales analógicas son de mayor densidad, su 
tratamiento es más sencillo y puede ser procesada directamente por 
componentes electrónicos analógicos. 
 
1.2.2.3.- Señal de corriente alterna 
 
Se denomina señal de corriente alterna CA a la corriente eléctrica en la que la 
magnitud y el sentido varían cíclicamente con respecto del tiempo. La característica 
principal de este tipo de señal es que durante un instante de tiempo un polo es 
negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se 
invierten tantas veces como ciclos por segundo o Hertz posea esa corriente. No 
obstante aunque se produzca un constante cambio de polaridad la corriente 
siempre fluirá del polo negativo al positivo. La forma de onda de la oscilación de 
corriente alterna mas utilizada es la de una onda senoidal ya que proporciona una 
transmisión mas eficiente de energía, las señales de televisión, radio y de algunos 
sistemas de comunicación son transmitidas usando este tipo de señal en la cual el fin 
mas importante es la recuperación de la información codificada o modulada sobre 
la señal de corriente alterna. En este tipo de señal la corriente eléctrica varía con el 
tiempo. 
 
1.2.2.4.- Señal de corriente continua 
 
 
 
 
 Fig.26.- señal de corriente continúa. 
 
29 
 
La corriente continua CC se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de 
un conductor entre dos puntos de distinto potencial que no cambia de sentido 
con el tiempo a diferencia de la corriente alterna. En la corriente continua las 
cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Aunque comúnmente se 
identifica a la corriente continua con una corriente constante, es continua toda 
corriente que mantenga siempre la misma polaridad así disminuya su intensidad 
conforme se va consumiendo la carga. La fig.26.Representa una señal de CC aquí se 
observa una línea recta a diferencia de la AC. 
 
 
 1.2.2.5.- Señal en tiempo discreto 
 
 
 
 Fig.27.- señal en tiempo discreto. 
 
 
Las señales discretas solo están definidas en tiempos discretos y en consecuencia, 
para esta señales la variable independiente toma solamente un conjunto discreto de 
valores. Fig.27. Una señal discreta puede representar un fenómeno para el cual la 
variable independiente es intrínseca discreta. Señales como los datos demográficos 
son un ejemplo de esto. Por otro lado una clase muy importante de señales 
discretas surge del muestreo de señales continuas. En este caso la señal discreta 
representa muestras sucesivas de un fenómeno subyacente para el cual la variable 
independiente es continua. Se representan con una secuencia de números 
denominados nuestras. La fig.27.Es un grafico que se obtuvo muestreando una señal 
analógica en valores de tiempo discretos. 
 
 
 
30 
 
1.2.2.6.- Señal Impulso unitario 
 
 
 
 Fig.28.-Impulso unitario discreto. 
 
 
Una de las señales discretas mas simples es el impulso unitario o muestra unitaria, la 
cual se define como: ð[n] y definida como. 
 
 ð[n] = {0, n ≠ 0} ; {1, n = 0} 
 
La fig.28. Muestra una señal de impulso unitario en donde se observa que su función es 
0 para cualquier valor de tiempo excepto el 0, allí el valor es infinito. Un ejemplo seria 
cuando se golpea con un martillo. 
 
1.2.2.7.- Señal escalón unitario 
 
 
 
 Fig.29.- Escalón unitario discreto. 
 
31 
 
Otra señal discreta básica es el escalón unitario discreto señalada como u[n] y 
definida como: 
 
 U[n] = {0, n < 0}; {1, n ≥ 0} 
 
La fig.29. Representa una señal de escalón unitario en donde se observa que la función 
es 0 si el tiempo es menor que 0 y 1 si es mayor que 0. Un ejemplo es cuando se oprime 
el apagador de una lámpara. 
 
 
1.2.2.8.- Señal rampa 
 
 
 Fig.30.- Rampa discreta. 
 
 
La señal función rampa se denota por s[n] y se define como: 
 
 s[n] = {n para n ≥ 0} ; {0 para n < 0} 
 
La fig.30. Muestra una señal rampa donde se observa que la función es 0 para todo 
valor menor a 0 y cuando es mayor o igual a 0 se incrementa linealmente con el 
 
32 
 
tiempo. Un ejemplo de aplicación de esta señal sucede cuando se controla la apertura 
de válvulas industriales accionadas por servomotores. 
 
 
 
 
1.2.2.9.- Señal exponencial 
 
 
 
 
 Fig.31.- Señal exponencial creciente. 
 
 
 
Es una secuencia de la forma x[n] = para todo valor de n 
Es función exponencial decreciente cuando: 0 < a < 1 
Es función exponencial creciente cuando: a>1 
 
 
33 
 
La fig.31.Es una representación de una señal exponencial creciente donde se puede 
observar la tendencia de la señal al infinito conforme aumenta el tiempo. Característica 
principal de este tipo de señales. 
 
 
 
 
 
1.2.2.10.- Señal digital 
 
 
 
 Fig.32.- señal digital binaria. 
 
 
 
Una señal digital es aquella que representa una variación discontinua con el tiempo y 
que solo puede tomar dos valores discretos.Fig.32. La forma de onda de la señal es de 
un pulso y sus representaciones se realizan en el dominio del tiempo. Los parámetros 
con los que cuanta esta señal son los siguientes: 
 
Altura del pulso: nivel eléctrico 
Ancho del pulso: la duración 
 
34 
 
Frecuencia: la velocidad de pulsos por segundo 
 
Las señales digitales no se producen en el mundo físico como tales, sino que son 
creadas por el hombre y tienen una técnica particular de tratamiento. La utilización de 
señales digitales para trasmitir información se puede realizar de varios modos, el 
primero en función del número de estados distintos que pueda tener. Si son dos los 
estados posibles, se dice que son binarias, si son tres ternarias, cuaternarias para 
cuatro y así sucesivamente. Los modos se representan por grupos de unos y ceros 
siendo, por tanto lo que se denomina el contenido lógico de información de la 
señal, la segunda posibilidad es en cuanto a su naturaleza eléctrica. Una señal 
binaria se puede representar como la variación de una amplitud o nivel eléctrico 
respecto al tiempo ancho del pulso. Como se ve en la fig.32. Las señales digitales solo 
pueden adquirir un número finito de estados diferentes, se clasifican según el 
número de estados y según su naturalezaeléctrica. Una señal digital varía en 
forma discreta o discontinua a lo largo de l tiempo como si la señal fuera variando 
a saltos entre un valor máximo y un valor mínimo. 
Los sistemas digitales como por ejemplo la computadora usan la técnica de dos 
estados (binaria) representados por niveles de tensión eléctrica, uno alto. H y otro 
bajo. L. Por abstracción dichos estados se sustituyen por ceros y unos lo que facilita la 
aplicación de la lógica y la aritmética binaria, si el nivel es alto se representa por 1 y el 
nivel bajo por 0, en este caso se habla de lógica positiva por el contrario seria lógica 
negativa. La señal digital cuenta con las ventajas de que ante la atenuación, puede 
ser amplificada y reconstruida, al mismo tiempo gracias a los sistemas de 
regeneración de señales, cuanta con sistemas de detección y corrección de errores en 
la recepción, facilidad para el procesamiento de la señal y permite la generación 
infinita sin perdidas de calidad. Entre sus inconvenientes se mencionen la necesidad de 
una conversión analógica digital previa y una decodificación posterior en el 
momento de la recepción, no es compatible con componentes electrónicos 
analógicos, requiere propia infraestructura. Cabe mencionar que, además de los 
niveles, en una señal digital están las transiciones de alto a bajo y viceversa 
denominadas flanco y pueden ser positivo o negativo. 
 
 
 
 
 
35 
 
1.2.3.- Conversión de la señal analógica a digital 
 
La conversión analógica a digital o digitalización, consiste básicamente en realizar de 
forma periódica medidas de la amplitud de la señal analógica de entrada y 
traducirlas a un lenguaje numérico. 
El proceso de conversión analógico digital consta básicamente de tres etapas 
- Muestreo 
- Cuantificación o cuantización 
- Codificación 
 
El muestreo consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de onda. Fig. 
33. La velocidad con que se toman estas muestras, es decir el numero de muestras 
por segundo, es lo que se conoce como frecuencia de muestreo y esta en función 
del teorema de Niquist, el cual indica que la frecuencia de muestreo (Fs.) será el 
doble de la frecuencia máxima (Fm) de la señal a muestrear, por ejemplo si tenemos 
una señal de audio con un ancho de banda de 20hz a 22,500hz, su frecuencia 
máxima seria Fm = 22,500hz, por tanto su frecuencia de muestreo seria, Fs. = 
45,000hz .En figura 33. Se puede ver la toma de muestras de voltaje con respecto al 
tiempo de una señal. 
 
 
 
 Fig.33.Muestreo de una señal analógica. 
 
 
 
36 
 
La cuantificación: Convierte una sucesión de muestras de amplitud continua en 
una sucesión de valores discretos preestablecidos según un código utilizado. 
Durante el proceso de cuantificación se mide el nivel de tensión de cada una de las 
muestras, obtenidas en el proceso de muestreo, y se les atribuye un valor finito 
discreto de amplitud, seleccionado por la aproximación dentro de un margen de 
niveles previamente fijado.Fig.34. Los valores preestablecidos para ajustar la 
cuantificación se elijen en función de la propia resolución que utilice el código 
empleado durante la codificación. Si el nivel obtenido no coincide exactamente 
con ninguno, se toma el valor inferior más próximo. En este momento la señal 
analógica que puede tomar cualquier valor se convierte en una señal digital, ya 
que los valores que están preestablecidos son finitos, no obstante todavía no se 
traduce al sistema binario. La señal a quedado representada por un valor finito 
que durante la codificación, será cuando se trasforme en una sucesión de ceros y 
unos. Así la señal digital que resulta de la cuantificación es sensiblemente 
diferente a la señal eléctrica analógica que la origino, por lo que siempre va a 
existir una cierta diferencia entre ambas que es lo que se conoce como error de 
cuantificación, que se produce cuando el valor real de la muestra no equivale a 
ninguno de los escalones disponibles para su aproximación y la distancia entre el 
valor real y el que se tomo como aproximación es muy grande. Un error de 
cuantificación se convierte en un ruido cuando se reproduzca la señal tras el 
proceso de decodificación digital. Para minimizar los efectos negativos del error de 
cuantificación, se utilizan distintas técnicas como es la cuantificación uniforme o 
lineal, se utiliza un bit rate constante. A cada muestra se le asigna el valor inferior 
más próximo, independientemente de lo que ocurra con las muestras 
adyacentes. La cuantificación no uniforme en ella se estudia la propia 
entropía de la señal analógica y se asignan niveles de cuantificación de 
manera uniforme (bit rate variable) de tal modo que, se asigne un mayor número de 
niveles para aquellos márgenes en que la amplitud de la tensión cambia más 
rápidamente. 
 
 
 
37 
 
 
 Fig.34.-Proceso de cuantificación de la señal. 
 
 
La codificación consiste en la traducción de los valores de tensión eléctricos 
analógicos que ya han sido cuantificados o ponderados al sistema binario mediante 
códigos preestablecidos. La señal analógica va a quedar trasformada en un tren de 
pulsos digital. Como se muestra en la fig.35. 
 
 
 
 Fig.35.-codificacion de la señal. 
 
 
 
 
 
 
38 
 
1.2.4.- La integridad de la señal 
 
La integridad de la señal implica la distribución de señales digitales y analógicas de 
una parte del los circuitos a otra de manera que la información contenida sea 
trasportada de forma deterministica y fiable. La verificación de la integridad de la 
señal ocurre durante la fase de diseño del circuito, para asegurar que un sistema 
cumple o excede las especificaciones de fabricación, de fiabilidad y de las 
normativas de la industria. 
 
 
 1.3.- Generador de funciones 
 
1.3.1.- Definicion 
 
Un generador de funciones es un instrumento utilizado en electrónica para generar las 
diferentes formas que una onda eléctrica puede adoptar, permitiendo modificarlas 
mediante la atenuación o la introducción de ruido. Se usa, en el desarrollo, prueba, 
calibración y reparación de aparatos electrónicos. También se denominan 
sintetizadores de función o multifunción y pueden generar distintas formas de onda 
con gran precisión en rangos de frecuencias desde Hz hasta decenas de MHz. 
Es un equipo capaz de generar señales variables en el dominio del tiempo. Hay 
diferentes tipos de generadores de señales según el propósito y aplicación, 
tradicionalmente los generadores de señales eran dispositivos estáticos apenas 
configurables pero actualmente, permiten la conexión y control desde una 
computadora. Con lo que pueden ser controlados mediante software hecho a la 
medida según la aplicación, aumentando la flexibilidad. 
Existen dos tipos de generadores los analógicos y los digitales. Los del tipo analógico 
generan los tipos básicos de ondas eléctricas sinusoidales, cuadrada y triangular, 
mientras que los digitales pueden generar cualquier tipo de onda. 
Los generadores analógicos basan la producción de todos los tipos de ondas en la onda 
triangular. La onda triangular se produce por la cargay descarga de un capacitor. Este 
cambio en la carga del capacitor produce una variación ascendente y descendente de 
 
39 
 
voltaje. A medida de que el voltaje alcanza sus valores máximo y mínimo un 
comparador (dispositivo electrónico que compara dos voltajes o corrientes cambiando 
su salida para indicar cual es mayor) revierte el proceso de carga y descarga del 
capacitor. Este comparador permite también la generación de los restantes tipos de 
ondas. Mediante la variación de la corriente y el tamaño del capacitor pueden 
obtenerse diferentes frecuencias. Sin embargo los generadores digitales utilizan el DDS 
(Direct Digital Shyntesis), un tipo de sintetizador de frecuencias, que permite la 
producción de todo tipo de ondas, obtienen la frecuencia de la forma de onda de un 
oscilador de cristal de cuarzo altamente estable mediante técnicas digitales esto 
conlleva mayor exactitud y estabilidad en la frecuencia. 
 
 
1.3.2.- Generalidades 
 
En la actualidad en el mercado existen diferentes tipos de generadores ya sea de 
propósito general o como los más sofisticados para aplicaciones específicas, tanto 
digitales como analógicos. Sin embargo todos constan de bloques o teclas de funciones 
básicas dentro de los cuales se describen los siguientes. 
 
- Interruptor de encendido: Permite poner en funcionamiento al generador 
- Tensión de Offset: Superponemos un determinado nivel de tensión continua a 
la señal de salida previamente ajustada. 
- Selector de banda: Actuando sobre el establecemos el margen de frecuencias 
en el que se va a trabajar. 
- Selector de la forma de onda: Permite determinar si la onda va a ser cuadrada, 
senoidal o triangular. Selecciona la forma de onda en la salida. 
- Selector de frecuencias: Actuando sobre este selector ajustamos la frecuencia 
que estará dentro del margen elegido (selector de banda). Esta frecuencia será 
aquella que indique el selector de frecuencias multiplicada por el límite inferior 
de la banda elegida en el selector de banda. 
- Control de amplitud: Con este control aumentamos o disminuimos la amplitud 
de la onda. Para controlarla se puede colocar la salida a un osciloscopio para 
visualizarla. 
- Terminal para señales TTL: Obtenemos de esta salida una señal de impulsos 
 
40 
 
- Conmutador de barrido: Disponemos de un barrido interno que habilita los 
controles rango de barrido y amplitud de barrido 
- Rango de barrido: Ajusta el rango de la señal interna de barrido y la repetición 
del mismo. 
- Control de amplitud de barrido: Ajusta la amplitud de la señal de barrido 
interna. 
- Terminal de salida: De ella se obtiene la forma de onda previamente 
configurada. 
 
Las figuras 36 y 37 ilustran dos generadores de funciones genéricos en el que se 
puede observar los controles definidos anteriormente. 
 
 
 
 Fig.36.-Generador de funciones Tektronic CGF 250. 
 
 
 
 
 
 
 Fig.37.-Generador de funciones Promax Gf100. 
 
 
 
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Controles, conectores e indicadores de la parte trasera. 
- Fusible: Provee la protección por sobre cargas o mal funcionamiento del 
equipo. 
- Conector de alimentación: Entrada para el cable de alimentación. 
- Conector de entrada de barrido externo: Se utiliza un conector de entrada tipo 
BNC para controlar el voltaje de barrido. Las señales aplicadas a este conector 
controlan la frecuencia de salida cuando el botón de barrido no esta 
presionado. El rango total de barrido es también dependiente de la frecuencia 
base y la dirección deseada de barrido. 
- Selector de voltaje: Conectan la circuitería interna para distintas entradas de 
alimentación. 
En la figura 38 se ilustra la parte trasera de un generador. 
 
 
 
 Fig.38.- Controles en la parte posterior de un generador. 
 
 
 
1.3.3.- Como generar una señal 
 
Actualmente los generadores de señal cuentan con pantallas en las cuales se puede 
visualizar los parámetros en la señal que se espera a la salida, controles y mandos de 
funciones sofisticadas, cuentan con frecuencímetros , salidas de generación de señales, 
funciones de simetría, acopladores de impedancia en algunos de ellos se puede 
modular en amplitud y frecuencia, tienen conectores de salida especiales para CMOS 
tienen la función de forma de onda arbitraria, cuentan con puertos seriales para 
 
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conectar con computadoras etc. Es imprescindible el uso conjunto de un osciloscopio 
cuando se trabaja con estos generadores ya que los genéricos o de uso básico no 
cuentan con dicha pantalla. Para poder generar una señal en el conector de salida del 
generador se utilizan los controles genéricos, con ellos se pueden determinar los 
parámetros de la forma de onda como son: La forma de la señal, la frecuencia que 
debe tener y proporcionar la amplitud requerida según la aplicación en la que se 
utilizara dicha señal. 
 
Como ejemplo se describen los controles a manipular en un generador de uso básico 
para proporcionar una señal senoidal a una frecuencia de 140 Hz con una amplitud 
de 10 Vpp. 
 
- Observar que los botones o perrillas del generador estén en el modo de 
apagado, en el rango mas bajo de la escala o en posición de equilibrio 
(intermedio de la escala) según sea al caso. 
- Encender el generador: Presionar el botón de encendido. 
- Con el selector de forma de onda: Oprimir el botón correspondiente a la forma 
deseada, en este caso la onda senoidal. 
- Con los botones selector de banda seleccionar un rango de frecuencia según la 
escala en este caso oprimir el botón de 100 Hz a 1 KHz que son los limites 
inferior y superior respectivamente del intervalo de la frecuencia de 140 Hz 
- Con la perrilla dial de frecuencia: ajustar la frecuencia a 140 Hz 
- Con el control de amplitud: girar la perrilla a la derecha hasta alcanzar el nivel 
de amplitud deseado 10 Vpp 
- Conectar el generador a un osciloscopio como se muestra en la fig. 39 
para visualizar la señal y en caso necesario ajustar los parámetros. 
 
 
 
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 Fig.39.- Conexión del generador con un osciloscopio. 
 
 
 
 
 
 
1.4.- El multimetro 
 
 
1.4.1.- Definición 
 
El multimetro también denominado polímero, tester o multitester, es un instrumento 
eléctrico de medición, que combina varias funciones en una sola unidad (voltímetro, 
amperímetro y óhmetro). Sirve para medir directamente magnitudes eléctricas 
como son: la intensidad o corriente eléctrica, el potencial o voltaje, la resistencia, 
capacitancia y continuidad entre otros. Los hay portátiles y de banco, analógicos 
y digitales; Dependiendo del modelo también se pueden medir Frecuencias, 
temperatura, factor de amplificación y terminales en un transistor. Las medidas 
se pueden hacer para corriente continua y alterna respectivamente en varios 
márgenes de medida. 
 
 
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1.4.2.- Multimetro analogico 
 Es uno de los primeros instrumentos de medida el cual recibe su nombre porque 
en el se pueden realizar múltiples medidas por medio de una perrilla selectora ya sea 
en corriente continua o corriente alterna. Tiene como elemento frontal un panel 
con escalas numeradas y dotadas de rayas divisorias por donde se desplaza una aguja 
que indicala magnitud del parámetro a medir. Otra parte muy importante es el 
selector de funciones y escalas, formado por un interruptor de tipo rotatorio y una 
perrilla por medio de la cual se selecciona el tipo de medida y escala en que se desea 
realizar la medición. Cuenta con bornes de entrada en los que se conectan los 
cables o puntas de prueba. Un ejemplo de este instrumento lo tenemos en la fig.40. 
Todos los multimetros analógicos tienen un pequeño espejo en la parte superior de la 
escala, el cual se utiliza para hacer una lectura precisa situando la mirada de tal 
manera que no se vea el reflejo de la aguja en el espejo. Cuando la lectura se hace 
mirando la escala del multimetro desde un lado es decir que se ve la sombra de la 
aguja, se comete un error en la medida que se llama error de paralaje. 
Antes de realizar una medición se debe ajustar el cero del instrumento que esta 
situado a la derecha de la escala. Esto se hace para compensar la resistencia de los 
cables de las puntas de prueba, que aunque es muy baja, puede afectar la medida en 
los casos de baja resistencia. Para hacerlo se unen las puntas de prueba y se ajusta la 
perilla destinada para ello hasta que la aguja marque cero en la escala. 
Su funcionamiento esta basado en el principio del galvanómetro que es un 
instrumento de precisión utilizado para la medida de corrientes eléctricas de pequeña 
intensidad. El galvanómetro se basa en el giro que experimenta una bobina situada 
entre los polos de un imán cuando es recorrida por una corriente eléctrica. Los efectos 
recíprocos imán-bobina producen un par de fuerzas electrodinámicas que hacen girar 
la bobina conjuntamente con una aguja indicadora sobre una escala graduada. El 
modelo descrito de imán fijo y bobina móvil es la característica principal de estos 
instrumentos. 
 
 
 
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 Fig.40.- Multimetro analógico. 
 
 
 
1.4.3.- Multimetro digital 
 
 Este tipo de multimetro es normalmente portátil, la medición de parámetros se realiza 
mediante procedimientos electrónicos sin usar piezas móviles con una alta precisión y 
estabilidad, un amplio rango de medición de valores y diversos tipos de parámetros. 
La forma de representar la información medida (Lectura) es mediante una pantalla 
digital (Display). La característica principal de estos multimetros se debe a que pueden 
convertir lecturas de parámetros analógicos en voltajes de corriente directa los cuales 
son procesados por un conversor analógico/digital que usa distintas técnicas de 
conversión de acuerdo a la resolución, velocidad de respuesta y precisión 
buscada.Fig.41. 
El circuito interno de los multimetros digitales básicamente esta compuesto, por los 
divisores de tensión y corriente de entrada, el conversor de corriente alterna a 
continua, el conversor de resistencia a voltaje continuo , la tensión de referencia para 
comparación, la fuente de alimentación el selector de pico y los conmutadores de 
selección de rango y funciones. Algunos instrumentos de este tipo solo tienen un 
conmutador de función ya que el dispositivo es controlado por un microprocesador y 
las escalas las selecciona automáticamente de acuerdo al valor de entrada del 
 
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parámetro. Esta selección de escala es realizada por el detector de nivel. Estos 
multimetros son llamados de auto-rango. 
 
 
 
 Fig.41.- Multimetro digital. 
 
 
1.4.4.- Como usar un multimetro 
Ya que tanto el multimetro analógico como el digital están diseñados para cumplir las 
mismas funciones en medición de parámetros eléctricos y la diferencia mas notoria se 
encuentra en la forma de adquirir, procesar y exhibir esos parámetros se pueden 
describir conjuntamente técnicas para la medición de algunos componentes. 
Generalmente en la práctica al hacer mediciones a diferentes componentes 
electrónicos o eléctricos con un multimetro solo es necesario como conocimiento 
previo saber realizar pruebas de voltaje, corriente y de resistencia esta última por su 
versatilidad nos permite medir varios componentes. Existen multimetros muy 
sofisticados en los que básicamente es necesario seleccionar la función, son de auto-
rango y solo se deben conectar las puntas de prueba y realizar la medición. 
Antes de iniciar alguna medición se deben tener presentes las siguientes 
recomendaciones. 
Nunca conecte el multimetro a fuentes de poder AC o DC por arriba del valor máximo 
de voltaje especificado por el fabricante. 
 
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Nunca use el rango inapropiado, para medir componentes en pruebas de voltaje ya 
que podría dañar los circuitos internos del multimetro. 
El remplazo de la batería y el fusible debe hacerse con las puntas de prueba 
desconectadas y el multimetro apagado. 
Para evitar descargas eléctricas, lesiones personales o daños al multimetro, 
desconecte la alimentación del circuito y descargue todos los condensadores de alta 
tensión antes de realizar pruebas de resistencia, continuidad, diodos o capacitancia. 
Recuerde seleccionar en el multimetro el nivel máximo de la escala cuando se realicen 
pruebas de voltaje si no se conoce o no se tiene un aproximado del nivel de voltaje 
a medir. 
 
Mediciones de voltaje en CD y AC 
Conecte la punta de prueba roja a V/Ω y la punta de prueba negra a COM 
gire la perrilla seleccione la función al rango correcto de voltaje de CD o AC según se 
requiera, por ejemplo al medir el voltaje de una terminal casera como se sabe que el 
valor es aproximadamente 127v se selecciona en el multimetro el rango de 200v 
puede ser mayor pero nunca menor a 200v y se introducen las puntas de prueba (en 
paralelo con el circuito) en el enchufe teniendo precaución de no generar 
un cortocircuito ya que se corre el riesgo de descarga eléctrica. EL mismo 
procedimiento se realiza para voltaje de corriente directa solo se selecciona VCD. 
 
Mediciones de corriente en DC 
Conecte la punta de prueba roja a V/Ω y la punta de prueba negra a COM gire la perilla 
o seleccione la función al rango mas alto de la escala y conecte las puntas de prueba en 
serie con el circuito de prueba es necesario desconectar en algún nodo el circuito para 
hacer la conexión. Por ejemplo si se quiere conocer el consumo de corriente de la 
batería de un automóvil desconecte el borne positivo de la batería seleccione la escala 
máxima de Amperes en DC y conecte la punta roja el positivo de la batería y la punta 
negra al borne suelto ajuste si es necesario el rango y de esta forma se obtiene la 
medición. 
 
 
 
 
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Mediciones de resistencia 
Conecte la punta de prueba roja a V/Ω y la punta de prueba negra a COM gire la perilla 
o seleccione la función de óhmetro elija el rango mayor y conecte las puntas de prueba 
en paralelo con la resistencia a medir puede disminuir el rango hasta visualizar el valor 
deseado. De esta manera también se pueden hacer pruebas de continuidad ya sea en 
las pistas de un circuito o en cables de conexión. Algunos multimetros incluyen la 
prueba de continuidad como función y solo es necesario seleccionarla en este caso 
se escucha un timbre o sonido que emite el multimetro para indicar que existe la